本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法。
背景技术：
锂离子电池是目前综合性能最好的二次蓄电池，由于比能量高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应及安全性好等特点，广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、电动自行车、军用设备、调峰储能以及分散式储能等多个领域。正极材料是锂离子电池的关键材料，在很大程度上决定了电池的性能。常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料(linixcoym1-x-yo2，m为mn或al)。三元材料具有较为平衡的成本、能量密度、循环及安全性能等优势，成为电动汽车、电动自行车等产品的主要选择，尤其在乘用车领域，三元材料凭借其更高的性价比优势，逐步超越磷酸铁锂和锰酸锂成为主流车企的选择。三元材料的性能和成本主要取决于生产工艺和设备，此外提高前驱体的物化性能对提高三元正极材料的性能尤为关键。
一方面，fe在三元前驱体材料中含量过高，因其不同离子价态间的相互转换，会产生较大的自放电现象，造成电池的容量损失；此外，fe单质的存在还会造成电池微短路，引起电池胀气，严重时甚至会引起爆炸。因此，降低材料中的fe含量显得尤为重要。
现有技术中，三元前驱体溶解净化是在加完定量酸后，直接加双氧水至清亮，这种方法的双氧水用量不可控，硫酸消耗大，溶液质量不稳定。因此，仍需一种新的三元前驱体硫酸盐溶液净化方法。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至ph达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至ph达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
优选地，步骤(1)所述液固比为(3～5)：1。
优选地，步骤(1)所述硫酸是浓硫酸。
优选地，步骤(1)所述ph达标的范围是4.0～4.5。
进一步优选地，测量ph所用的设备为笔式ph计。
优选地，步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入，首次加入双氧水的浓度为0.2～0.5mol/l，设备为计量泵。
优选地，步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.02～0.2mol/l。
相比于现有技术中在除铁时依靠液碱调节溶液ph，通常将ph控制在5.0～5.5，步骤(3)采用三元前驱体物料调节ph，将ph控制在4.5～5.0，可以避免ph过高，有利于提高镍和钴的收率。
优选地，步骤(3)所述升温的温度范围是85～95℃。
优选地，步骤(3)所述恒温的时间为30～60min。
优选地，步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤。
进一步优选地，所述微孔精密过滤的孔径≤3μm。
优选地，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
现有技术中，由于产生的铁渣颗粒较细，采用一级或二级过滤，存在穿滤现象，本发明的方法在第一次过滤后，先通过陈化槽进行陈化，有利于铁渣颗粒长大，易于过滤拦截。
本发明的有益效果
1、相比于现有技术，本发明所提供的净化方法解决了双氧水用量不可控，硫酸消耗大和溶液质量不稳定的问题，同时降低了生产成本，提高了有价镍钴的收率，镍和钴的收率可以达到99.5％；
2、相比于现有技术中在除铁时依靠液碱调节溶液ph，通常将ph控制在5.0～5.5，本发明的方法中，步骤(3)采用三元前驱体物料调节ph，将ph控制在4.5～5.0，有效避免了ph过高的问题；
3、现有技术中，由于产生的铁渣颗粒较细，采用一级或二级过滤，存在穿滤现象，本发明的方法在第一次过滤后，先通过陈化槽进行陈化，有利于铁渣颗粒长大，易于过滤拦截。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至ph达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至ph达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述ph达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入，双氧水的浓度为0.2mol/l
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.02mol/l升温的温度是85℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
实施例2
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至ph达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至ph达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述ph达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入双氧水的浓度为0.5mol/l。
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.2mol/l，升温的温度是95℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
实施例3
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至ph达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至ph达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述ph达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入双氧水的浓度为0.25mol/l。
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.1mol/l，升温的温度是90℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
对比例1
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至ph达标；
(2)向步骤(1)的溶液中一次性加入双氧水至溶液清亮；
(3)将步骤(2)的溶液升温，加入三元前驱体物料至ph达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后依次流经第一陈化槽和第二陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述ph达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述一次性加入双氧水的方式为从容器底部加入，双氧水的浓度为0.5mol/l，步骤(3)所述升温的温度是90℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm，步骤(4)中，溶液从第一陈化槽流入第二陈化槽的方式为中高位溢流。
对比例2
三元前驱体硫酸盐溶液净化铁的方法，步骤包括：
(1)调节物料浆化液固比，搅拌后加入硫酸至ph达标；
(2)向步骤(1)的溶液中首次加入双氧水至溶液清亮；
(3)向步骤(2)的溶液中第二次加入双氧水并升温，加入三元前驱体物料至ph达到4.5～5.0后，恒温；
(4)将步骤(3)处理的溶液经第一次过滤后流经单个陈化槽，再经第二次过滤后即得净化的三元前驱体硫酸盐溶液。
其中，步骤(1)所述液固比为4：1，步骤(1)所述ph达标的范围是4.0～4.5。
步骤(2)所述首次加入双氧水的方式为从容器底部加入双氧水的浓度为0.25mol/l。
步骤(3)所述第二次加入双氧水的浓度为0.1mol/l，升温的温度是90℃。
步骤(4)所述第一次过滤为板框过滤，所述第二次过滤为微孔精密过滤，微孔精密过滤的孔径≤3μm。
检测例
国家标准gb/t26300-2010《镍钴锰三元复合氢氧化物》中对铁元素的要求为fewt％≤0.01，本例检测了相同溶液经过实施例1～3和对比例1、2处理后三元前驱体硫酸盐溶液中铁的含量，以及最终镍和钴的收率。结果如表1所示。
表1处理后三元前驱体硫酸盐溶液中的铁含量